马士明

（河南省奕旭电力工程有限公司，河南 安阳 456400）

光伏发电系统接入电力输配网常见问题及对策研究

马士明

（河南省奕旭电力工程有限公司，河南 安阳 456400）

当前，新能源已经成为广受社会各界关注的热点课题，而太阳能发电凭借自身清洁、环保等特点，在我国多个省市自治区大规模投产，产生了巨大经济效益的同时，也带来了可观的社会效益。但是光伏发电系统接入大电网的过程中，涉及到多方面的问题，尤其是对输配网多方面的影响，更是成为影响光伏发电在我国大规模建设的重要因素。文章从太阳能光伏发电系统的发展现状为出发点，重点对包含光伏并网发电系统对电力输配网的影响进行了分析，然后在整体研究含光伏发电系统的电力系统运行情况的基础上，提出了相关的意见和建议。

太阳能；光伏发电；并网；输配网；问题；对策

1 太阳能光伏发电系统的发展现状

太阳能资源在当前阶段世界环境问题日益突出的今天，已经成为新能源开发的主流方向之一，并在数十年的发展过程中逐步走向成熟。从1950年至今，太阳能光伏发电技术不断完善和成熟，已经在世界多个国家得到了广泛地应用，尤其是当前环境污染问题和资源问题日益严峻的大环境下，光伏发电技术更是得到了包括中国在内的各国政府的广泛重视。大型光伏并网电站，作为光伏发电技术成熟的标志，为太阳能规模利用提供了必要的支持。国际能源机构(IEA)所提供的统计数据显示，全球范围内生物质能3TW，而风能实际可开发资源也仅为2TW，而太阳能实际可开采资源高达600TW，而光伏发电市场也同样增长迅速，年均增长量始终保持在30%左右，市场潜力巨大。

2 光伏并网发电对电力输配电网的影响

在实际的应用过程中，光伏发电系统和其它性能源发电系统一样，具有随机性强、稳定性差、可控性不足以及调节能力不足的问题，并入大电网之后，必将对电网的运行带来一定的负面影响。

2.1 对电力输配电系统保护的影响

大输配电网中如果介入多个光伏发电系统之后，系统短路电流将会在段时间内大幅度增加。而这种情况之下，原有的熔断器将非常容易出现误动作，过流保护作用基本丧失。同时，光伏发电系统并网之后，将会导致电网从传统的辐射状、无方向的网络转化为含有多电源的双向网络[1]。这种情况之下，传统的熔断器由于设计之初并没有考虑方向性问题，因此在光伏发电系统并入输配电网之后，无法继续发挥作用。我们必须从多个角度、多个层次重新设计输配电系统保护装置，甚至重新规划整个保护体系。

2.2 对电能质量的影响

一方面，光伏发电系统本身可控性较差，而且受到自然因素影响较大，因此在接入大电网之后，必然对电能质量产生一定的不利影响。另一方面，光伏发电系统启动也同样会导致大电网电压的闪变，尤其是启动过程中所产生的谐波，更是严重地干扰大电网的整体稳定性。

2.3 对运行调度的影响

并网之后，光伏发电系统必须对输出功率进行远程调控，只有这样才能够保证输配电网运行的稳定性。而当前我国光伏发电系统，实际上是以地区电网调度为基础的，而不同的光伏电厂发电成本不同、送点成本不同，如何经济地进行调度将会是一个非常复杂的问题[2]。

3 含光伏发电的电力系统运行分析对策

3.1 电能质量分析

如上文中所介绍的，大电网中接入多个光伏发电系统之后，将会产生浪涌、电压脉冲、谐波等一系列电能质量问题。而现有技术水平之下，一般我们只能通过降低光伏发电系统并网、脱网次数的方式来规避上述问题。同时，多功能逆变器控制策略在改善并网后的电能质量，也有一定的积极作用。如果能够和当前智能电网相配合，将会有效地改善含光伏发电系统的并网后电能整体质量。

3.2 继电保护设计

作为一个多方向的多电源系统，含光伏发电系统的电力系统必须以具有方向性的继电保护装置来完成继电保护。一般情况下，我们可以采用切源方案和孤岛方案两种方案设计继电保护。前者强调在故障状态下断掉所有光伏发电系统，而后者则主要是通过速断等手段，通过光伏发电系统独立承担部分供电负荷。相对于切源方案来说，孤岛方案无疑对电网的整体影响较小。

3.3 故障处理与可靠性分析

无论是输配电网的整体结果还是运行特性，都将在大规模介入光伏发电系统之后出现明显的改变。而这种情况下，显然不能采用传统的故障诊断方法来进行诊断。同时，光伏发电系统并入大电网之后，对于大电网的整体稳定性所产生的负面影响不容忽视，尤其是接入容量、装机位置等因素的改变，更是会直接导致故障诊断、处理方式方法的改变。因此，在故障诊断和处理过程中，需要从电网的实际情况出发，系统分析负荷相、电压频率控制等参数出发，选择针对性的运维方法。

3.4 优化调度与协调运行

区域内负荷需求，是我们进行光伏并网发电系统负荷优化调度的基础和前提。在实际的操作过程中，应通过科学合理地调度策略来保证全网电能运行的经济性。同时，我们应充分考虑到光伏发电的清洁性特征和低碳特征，适当地增加使用率，借此来推动光伏发电产业的发展。

而分布式光伏电源接入大电网之后，微网既要能够与大电网并网运行，又要能够孤网独立运行，还需要实现运行模式的无缝切换。而微网和大电网之间的并网，必须在充分考虑其稳定性的基础上进行，尤其是微电网高渗透率下与大电网相互作用的问题，更是值得我们给予应有的关注和重视。

4 结束语

当前我国市场经济的快速发展，为我国光伏发电产业提供了广阔的市场空间，而技术的进步和完善，则为其提供了强有力的技术支持。加上当前环境保护问题的日益严峻，光伏发电已经成为我国可持续发展的重要方向，也同样是节能减排应有的必要措施。而如何保证光伏发电系统科学、平稳的并入大电网中来，值得我们深思。特别是当前我国开始了大规模光伏发电厂的建设，这一问题更为突出。文章仅对光伏发电系统接入电力输配网过程中的常见问题进行了分析，希望能够为后续研究提供一些理论上的支持。

[1]夏清等.低碳电力调度方式及其决策[J].电力系统自动化,2010,(11):5.

[2]刘树,刘建政,等.太阳能发电并网系统的仿真分析[J].电力电子,2003,(2):24-28.

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